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1、高中生物核心知识点高分必背选修三知识点专题一：基因工程1. 基因工程“三工具”工具功能/特点种类结果“剪刀”限制酶能够识别DNA分子特定核苷酸序列，使相邻两个脱氧核苷酸之间磷酸二酯键断开。特点：具有专一性，主要来自原核生物。EcoR限制酶:图1产生黏性末端Sma限制酶：图2产生平末端“针线”DNA连接酶将两个DNA分子拼接起来，缝合磷酸二酯键。（比较它与DNA聚合酶的异同）EcoliDNA连接酶缝合黏性末端T4DNA连接酶缝合两种末端“运输车”载体能在受体细胞中复制并稳定保存；具有多个限制酶切点，供外源DNA插入；具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。质粒（来自细菌）形成表达载体（重组DNA
2、）噬菌体衍生物、动植物病毒等【注意】1.正确选择限制酶的要点：（1）载体和目的基因都有识别位点和形成相同黏性末端；（2）不能切坏标记基因与目的基因；（3）载体的识别位点应位于启动子和终止子之间。2.只用一种限制酶切割质粒和目的基因会存在两个缺点：（1）目的基因自己环化；（2）目的基因与质粒反向连接，使基因不能正常表达。2. 基因工程“四步曲”（1）目的基因的获取目的基因：主要是指编码蛋白质的基因。获取目的基因的方法a直接分离法：从自然界已有的物种中分离，如从基因组文库或cDNA文库中获取。b人工合成：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成；以RNA为模板，
3、在逆转录酶的作用下人工合成。扩增目的基因：利用PCR技术扩增目的基因。（2）基因表达载体的构建基因工程的核心目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。【注意】1.载体+目的基因=表达载体；质粒+目的基因=重组质粒。2.启动子：位于基因（DNA）的首端；它是RNA聚合酶识别、结合的部位，启动转录过程。起始密码子3.终止子：位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。终止密码子。4.起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。（3）将目的基因导入受体细胞生物种类植物动物微
4、生物常用方法农杆菌转化法（下图）显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞染色体的DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞感受态细胞重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子【注意】农杆菌在自然条件下感染双子叶和裸子植物，其他植物还可以用基因枪法和花粉管通道法。（4）目的基因的检测与鉴定分子水平的检测：检测目的基因DNA分子杂交技术 检测mRNA分子杂交技术 出现杂交带（放射性标记） 检测蛋白质抗原-抗体杂交个体水平
5、的鉴定：抗病、抗虫接种实验。【补充】DNA分子杂交技术用到的基因探针为：用放射性同位素标记的目的基因。3. 动物基因工程的应用：用于提高动物生长速度从而提高产品产量；用于改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。4. 植物基因工程的应用：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。5. 利用转基因工程菌或者乳腺生物反应器生成药物。6. 利用体外和体内基因治疗攻克多种疾病。7. 蛋白质工程的概念：是指以蛋白质分子的结构规律及生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现
6、有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。8. 蛋白质工程依据的原理：中心法则9. 蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)基因表达产生需要的蛋白质。其流程图如下：10. PCR技术，即多聚酶链式反应，是一项生物体外复制DNA片段的核酸合成技术。11. PCR技术的原理：DNA半保留复制。12. PCR技术的条件：（1）模板：目的基因；（2）酶：Taq酶（热稳定DNA聚合酶）；（3）2种引物（单链DNA或RNA）；（4）能量和原料：dATP、dCTP、dGTP、dTTP。13. PCR技术
7、的过程：高温：变性（解旋）90-95低温：复性55-60中温：延伸70-75专题二：细胞工程1. 概念：是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合学科技术。2. 细胞工程主要包括植物细胞工程与动物细胞工程两大领域。植物细胞工程3. 植物组织培养技术：（1） 原理：植物细胞的全能性。（2） 过程：（3） 应用：微型繁殖：既保持了优良品质的遗传特性，又可快速扩繁。作物脱毒技术：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗的技术。人工种子：以胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种
8、子。（4） 植物激素在植物组织培养中的作用生长素高于细胞分裂容易诱导生根；细胞分裂素高于生长素容易诱导生芽；生长素与细胞分裂素比例适中诱导产生愈伤组织。4. 植物体细胞杂交技术：（1） 概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。用纤维素酶和果胶酶除去植物细胞壁；诱导融合的方法：物理法（离心、震动、电激）、化学法（PEG诱导）；再生细胞壁（融合完成的标志）；为植物组织培养技术（2） 原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。（3） 过程：（4） 意义：克服不同生物远缘杂交的不亲和的障碍。动物细胞工程5.
9、动物细胞培养技术：（1） 概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。（2） 原理：细胞增殖（3） 过程：如图所示（4） 几个重点概念：细胞贴壁：悬液分散的细胞贴附在瓶壁上。细胞的接触抑制：贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂的现象。原代培养：组织消化后的初次培养。传代培养：贴壁细胞用胰蛋白酶处理后，分瓶继续的培养。（4）培养条件无菌、无毒环境：培养液和工具无菌消毒；培养液加入抗生素；定期跟换培养液，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一些天然成分
10、。适宜的温度：36.5 0.5 ；适宜的pH：7.27.4。气体环境：95%空气为细胞提供O2；5%CO2可以维持培养液的PH。（5）意义：动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。6. 核移植技术：（1）原理：动物细胞核具有全能性。（2）核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。（体细胞核移植难度大于胚胎细胞核移植，因为细胞分化程度越高，全能性越难表达）（3）核移植过程（以克隆高产奶牛为例）（5） 应用：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。保护濒危物种。生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。【补充】选用去核卵（母）细胞的原因：卵（母）细胞体积比较大，容易操作；卵（母）细胞
11、细胞质多，营养丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质。7. 动物细胞融合技术：原理：细胞膜的流动性。融合方法：聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒、电激等。意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。8. 【经典实例】单克隆抗体的制备注意：1.第1次筛选：杂交细胞中B+B、骨+骨、杂交瘤细胞等。目的是筛选出既能无限增殖又能分泌抗体的杂交瘤细胞。2.第2次筛选：做克隆化培养和抗体检测，筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。3.多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。制备过程：优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。9.
12、 血清中提取的抗体特点：产量低、纯度低、特异性差。10. 杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一抗体。专题三：胚胎工程1. 概念：是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和技术处理。2. 胚胎工程包括的技术：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。体内受精和早期胚胎发育3. 精子与卵子的发生：项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢(M)、输卵管(M)时间从初情期开始，直到生殖机能衰退卵泡的形成和在卵巢内的储备：出生前；排卵：初情期后过程过程特点M和M是连续的，需变形；两次分裂细胞质都是均等分配M和M是不连续的，不需要变形；只有M中的第一极体分裂为第二极体时细胞质均
13、等分配，其余细胞质都是不均等分配结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体相同点原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂；原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为减数分裂；减数分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半4. 受精(1)准备阶段1精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。(2)准备阶段2卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂中期（M中期）时，才具备与精子受精的能力。(3)受精阶段：穿越放射冠：获能的精子与卵子相遇时发生顶体反应；穿越透明带：顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子穿越透明带，并接触到卵黄膜
14、。触及卵黄膜的瞬间发生透明带反应（第一道屏障）。进入卵黄膜：精子头部进入立即发生卵黄膜封闭作用（第二道屏障）。原核形成：精子核膜破裂重新形成一个核膜，形成雄原核；卵子完成减速第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。配子结合：雄、雌原核充分发育后，相向移动，融合为一个细胞核，形成合子。【注意】1.受精完成的标志是卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体。2.排卵是指卵子从卵泡中排出。3.卵细胞卵子。5. 早期胚胎发育：【要点】卵裂期：受精卵在透明带内进行有丝分裂，数目成倍增加，但胚胎总体积不变。桑椹胚：胚胎细胞数达32个左右时，形似桑椹。囊胚：细胞开始出现分化。聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞
15、团（ICM），将来发育成胎儿的各种组织；沿透明带内壁排列的、个体较小的细胞称为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。胚胎内部形成囊胚腔。原肠胚：内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，内胚层包围的囊腔叫原肠腔。体外受精技术6. 过程：【补充】从输卵管中冲取卵子之前用促性腺激素处理母体，使其超速排卵。早期胚胎培养技术7. 培养液成分：无机盐、有机盐（两盐）；维生素、激素（两素）；氨基酸、核苷酸（两酸），以及血清（一血）等。8. 胚胎去向：向受体移植或冷冻保存（-196的液氮中）。【比较】早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较项目早期胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量
16、元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子特有成分血清血清、血浆胚胎移植技术9. 概念：概念：将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。10. 实质：早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移。11. 地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。12. 过程：注意：1.注射促性腺激素使供体母牛超数排卵。2.冲卵：是指从供体母牛子宫内冲洗出早期胚胎（受精卵）。而非冲出卵子。 区别：排卵与冲取卵子3.胚胎移植的最佳时期是桑椹胚或囊胚阶段。13. 生理学基础：（1）14. 意义：充分发挥雌
17、性优良个体的繁殖潜能。胚胎分割技术15. 材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。16. 实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。17. 【注意】对囊胚分割时，注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。取滋养层细胞做DNA分析性别。18. 牛胚胎分割示意图：胚胎干细胞19. 简称：ES或EK细胞。 来自：早期胚胎或原始性腺。20. 特点：形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。21. 培养过程：专题五：生态工程1生态工程与生态经济(1)生态工程任务：修复和重建已遭到破坏的生态环境；改善传统的生产方式
18、，提高生态系统的生产力。目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。特点：与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(2)生态经济原则：“循环经济”。特点：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料。目的：实现废弃物的资源化。手段：生态工程。2生态工程的原理项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力“三北防护林”建设中的问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性的问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题、过度放牧等整体性原理社会、经济、自然构成复合系统统一协调各种关系，保障生态系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改善和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：总体功能大于部分之和保持系统很高的生产力珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系21 /选修三：现代生物科技